王嘉蔚  [副教授]

基本情况

王嘉蔚预聘副教授,博士生导师,主要研究方向为分子催化在人工光合作用中的应用。截至目前在国际主流期刊发表SCI论文共计70篇,其中一作/通讯作者论文50篇,含Acc. Chem. Res.1篇)、J. Am. Chem. Soc.2篇)、Nat. Commun.3篇)、Angew. Chem. Int. Ed.2篇)、Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2篇)、JACS Au2篇)等高水平论文。论文总引用6000余次,因子为36Google Scholar)。现已主持4项省部级基金项目,并入选中山大学逸仙学者、教育部海外引才专项(第二类)、广东省珠江青年学者、广东省优秀青年基金等人才计划;担任Scientific Reports编委,ExplorationRenewablesCarbon Neutralization青年编委以及Angew. Chem. Int. Ed.Nat. Commun.Adv. Funct. Mater.Appl. Catal. B-Environ Energy等国际知名期刊的审稿人;受邀撰写Chem. Rev.综述文章。

 

联系方式

wangjw89@mail.sysu.edu.cn

课题组主页

https://www.x-mol.com/groups/jia-wei_wang 

教育经历

2014.9 – 2019.6 中山大学 化学学院 直接攻博 无机化学专业;导师:鲁统部教授、苏成勇教授

2010.9 – 2014.7 中山大学 化学学院 本科 材料化学专业

工作经历

2023.12 – 至今  预聘副教授 中山大学 化学工程与技术学院

2021.11 – 2023.11  博士后 西班牙加泰罗尼亚化学研究所(ICIQ)合作导师:Antoni Llobet教授

2019.10 – 2021.10  中山大学 化学学院 博士后 材料科学与工程专业;合作导师:欧阳钢锋教授

研究方向:动态相互作用在光催化二氧化碳还原反应中的应用与机理研究

科研方向

分子催化二氧化碳或/与一氧化氮的还原反应。

利用太阳光将CO2还原成含碳化学品,不仅有望缓解温室效应,也为太阳能转化为化学能提供了可行路径,从而为推进我国双碳战略的实施提供技术支持。在光催化还原CO2体系中,光敏剂或半导体等光吸收体通过吸收光能产生激发态(或称电荷分离态),其光生电子是CO2还原的直接驱动力。因此,理想的光吸收体需要具备强吸光能力、长激发态寿命、强还原(提供电子)能力以及高稳定性,其性能是决定整个体系催化效率的关键。目前,高性能的光催化还原CO2体系普遍采用贵金属配合物光敏剂作为光吸收体。然而其高昂成本制约了该技术的大规模应用,亟需开发基于地壳丰富元素的高性能无贵金属光吸收体。但现有无贵金属光吸收体在敏化性能的单个或数个指标上,仍与经典的贵金属光敏剂存在显著差距。

为此,王嘉蔚博士以设计光催化还原CO2体系中的无贵金属光吸收体为主要策略,以加快组分间电子传输速率为目标,深入探究以分子催化剂作为催化位点的光致电荷转移机制,从而推动高效CO2转化技术的发展:(1)首次应用动态相互作用概念,在加速正向电子传输的同时抑制电子回传,大幅提升光催化量子产率;(2)基于电子给体-受体设计策略,创制多系列具有电中性、强还原性的配体转移激发态光敏剂,实现稳定、高效的光催化过程;(3)发展分子催化剂在无贵金属半导体表面的锚定方法,加快分子-材料界面电荷转移乃至光催化速率。后续研究将同时关注气态NOx污染物资源化利用技术的开发。

论著一览

代表性论文:

 

01. Wang, J.-W.*; Ouyang, G. Designing Interactions between Molecular Catalysts and Light Absorbers for Fine-Tuned Performances and Electron-Transfer Mechanisms in CO2 Photoreduction. Acc. Chem. Res. 2025, 58, 2862-2874. 

02. Ma, F.; Luo, Z.-M.; Wang, J.-W.*; Aramburu-Trošelj, B. M.; Ouyang, G. Earth-Abundant-Metal Complexes as Photosensitizers in Molecular Systems for Light-Driven CO2 Reduction. Coord. Chem. Rev. 2024, 500, 215529.

03. Wang, J.-W.*; Zhao, F.; Velasco, L.; Sauvan, M.; Moonshiram, D.; Salati, M.; Luo, Z.-M.; He, S.; Jin, T.; Mu, Y.-F.; Ertem, M. Z.; Lian, T.; Llobet, A.* Molecular Catalyst Coordinatively Bonded to Organic Semiconductors for Selective Light-Driven CO2 Reduction in Water. Nat. Commun. 2024, 15, 9779.

04. Ma, F.; Luo, Z.-M.; Wang, J.-W.*; Ouyang, G.* Highly Efficient, Noble-Metal-Free, Fully Aqueous CO2 Photoreduction Sensitized by a Robust Organic Dye. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 17773–17783. 

05. Wang, J.-W.*; Luo, Z.-M.; Yang, G.; Gil-Sepulcre, M.; Kupfer, S.; Rüdiger, O.; Ouyang, G. Highly Efficient Electrocatalytic CO2 Reduction by a CrIII-Quaterpyridine Complex. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2024, 121, e2319288121. 

06. Zhao, J. S.#; Mu, Y. F.#; Wu, L. Y.; Luo, Z. M.; Velasco, L.; Sauvan, M.; Moonshiram, D.; Wang, J. W.*; Zhang, M.*; Lu, T. B.* Directed Electron Delivery from a Pb-Free Halide Perovskite to a Co(II) Molecular Catalyst Boosts CO2 Photoreduction Coupled with Water Oxidation. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202401344. 

07. Wang, J.-W.*; Zhang, X.; Velasco, L.; Karnahl, M.; Li, Z.; Luo, Z.-M.; Huang, Y.; Yu, J.; Hu, W.; Zhang, X.; Yamauchi, K.; Sakai, K.*; Moonshiram, D.*; Ouyang, G.* Precious-Metal-Free CO2 Photoreduction Boosted by Dynamic Coordinative Interaction between Pyridine-Tethered Cu(I) Sensitizers and a Co(II) Catalyst. JACS Au 2023, 3, 1984-1997.

08. Wang, J.-W.*; Li, Z.; Luo, Z.-M.; Huang, Y.; Ma, F.; Kupfer, S.*; Ouyang, G.* Boosting CO2 Photoreduction by π-π-Induced Preassembly between a Cu(I) Sensitizer and a Pyrene-Appended Co(II) Catalyst. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2023, 120, e2221219120.

09. Wang, J.-W.*#; Ma, F. #; Jin, T. #; He, P. #; Luo, Z.-M.; Kupfer, S.*; Li, Z.; Karnahl, M.; Zhao, F.; Xu, Z.; Jin, T.; Lian, T.*; Huang, Y.-L.; Jiang, L.; Fu, L.-Z; Ouyang, G.; Yi, X.-Y.* Homoleptic Al(III) Photosensitizers for Durable CO2 Photoreduction. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 676-688.

10. Wang, J.-W.#; Huang, H.-H.#; Wang, P.#; Yang, G.; Kupfer, S.; Huang, Y.; Li, Z.; Ke, Z.*; Ouyang, G.* Co-Facial π-π Interaction Expedites Sensitizer-to-Catalyst Electron Transfer for High-Performance CO2 Photoreduction. JACS Au 2022, 2, 1359-1374.

11. Wang, J.-W., Jiang, L., Huang, H.-H., Han, Z. & Ouyang, G.* Rapid Electron Transfer via Dynamic Coordinative Interaction Boosts Quantum Efficiency for Photocatalytic CO2 Reduction. Nat. Commun., 2021, 12, 4276.

12. Wang, J.-W.#; Qiao, L.-Z.#; Nie, H.; Huang, H.-H.; Li, Y.; Yao, S.; Liu, M.; Zhang, Z.-M.*; Kang, Z.; Lu, T.-B. Facile Electron Delivery from Graphene Template to Ultrathin Metal-Organic Layers for Boosting CO2 Photoreduction. Nat. Commun. 2021, 12, 813.

13. Wang, J.-W.; Yamauchi, K.; Huang, H.-H.; Sun, J.-K.; Luo, Z.-M.; Zhong, D.-C.*; Lu, T.-B*.; Sakai, K.* A Molecular Cobalt Hydrogen Evolution Catalyst Showing High Activity and Outstanding Tolerance to CO and O2. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 10923-10927.